在本基金项目的支持下,我们完成了百纳米SiN/SiO2/Si/SiO2/SiN的多层膜体系的纳米孔制备。通过对SiO2中离子潜径迹的腐蚀性质的研究,我们发展了一种测量离子潜径迹腐蚀速率的方法。在避免获得截面的困难的条件下,测量可变锥角情况下,锥形孔的孔壁形状,所得到的结果与前人报道的理论计算结果非常相近。在此基础上,我们设计了一个硅基多层膜体系,SiO2和SiN膜的厚度分别约为300 nm和110 nm。经过各实验参数的组合和优化,SiN纳米多孔膜的厚度可以在30-80 nm间,孔径可以在30-300nm间控制。将利用上述方法制备的SiN多孔膜在SEM电子束下辐照,发现纳米孔会局部收缩。通过控制电子束的辐照区域与时间,就可以制备出特定形状的纳米孔。这方面的工作已在APL等杂志上发表并或国家发明专利授权。通过在纳米孔内壁修饰一种特定的DNA分子,我们制备出由环境pH调制的、对离子电导实施开关的DNA-纳米孔系统。此后,我们又成功实现了钾离子诱导及热敏高分子温度诱导的智能响应人工离子通道。这方面的工作08、09年分别发表在JACS上并被《Nature》等评为"研究亮点"。
英文主题词silicon substrate, nanopores, ion track, chemical etching, synthetic ion channel